The Italian ALS Genetic Collaborative Project. Follow-up genetic association study of sporadic Italian and American ALS using the Illumina iSelect custom SNP chip

1. The Italian ALS Genetic Collaborative
Project.
Follow-
Follow-up genetic association study of sporadic
Italian and American ALS using the Illumina
iSelect custom SNP chip
Adriano Chiò
Centro SLA
Dipartimento di Neuroscienze
Università degli Studi di Torino
AOU San Giovanni Battista di Torino

2. SLA sporadica
Studi di associazione sull’intero
genoma
• Gli studi di associazione sull’intero genoma
(Genome-wide association study, GWAS), che si
basano su una strategia simile alle tecniche di
linkage, utilizzano grandi numeri di marcatori
informativi per identificare l’associazione tra
varianti alleliche e malattie. Questo approccio è
ideale per malattie come la SLA in cui l’eziologia
è in gran parte sconosciuta, poiché non fa
assunzioni a priori sulla localizzazione delle
varianti di interesse.

3. Studi di associazione sull’intero
genoma

4. La sclerosi laterale amiotrofica
• La SLA è una malattia neurodegenerativa
dell’età adulta a decorso progressivo e
invariabilmente fatale entro 3-5 anni.
• La sua causa è sconosciuta e non sono note
terapie in grado di modificarne significamente
il decorso.

5. Frequenza delle forme a
trasmissione ‘mendeliana’ nella SLA
SLA Sporadica: 95%
SLA ereditaria: 5%
di cui:
20% SOD1
TDP-
? ? ? 43 SOD1
10% TDP43

6. La SLA sporadica è una malattia
genetica complessa?
• La SLA oggi viene considerata una malattia complessa,
caratterizzata dall’interazione fra fattori genetici e fattori
ambientali.

7. Studi di GWA nella SLA
sporadica
222 casi irlandesi, 217
276 casi USA, 271
controlli irlandesi
controlli USA, 266 casi
Italiani, 951 controlli italiani
Altri studi in corso:
Italia del nord-est Torino
Inghilterra
Francia
461 casi olandesi,
386 casi USA, 542
450 controlli olandesi,
controlli USA
ITPR2, DPP6
FLJ10986

8. Il progetto ministeriale:
Analisi multistadio dell’intero
genoma nella SLA

9. Il progetto ministeriale: unità
operative partecipanti
• UO 1 - SCDU Neurologia I, ASO San Giovanni
Battista e Università di Torino – Adriano Chiò
• UO 2 - SC Neuroriabilitazione 2, Fondazione
Salvatore Maugeri, IRCCS – Gabriele Mora
• UO 3 - Unit of molecular diagnosis, genetics
testing and counselling, ASO OIRM-Sant'Anna,
Torino – Gabriella Restagno
• UO 4 - Mario Negri Institute for Pharmacological
Research – Caterina Bendotti
• UO 5 - Fondazione Santa Lucia IRCCS – Maria
Teresa Carrì

10. Obiettivi dello studio
• (a) Determinare quale dei 7600 SNPs più significativi identificati negli studi di
associazione sull’intero genoma di pazienti con SLA sporadica americani e
italiani sono veramente associati a un aumento di rischio di SLA sporadica
genotipizzando questi SNPs in un’ampia coorte di 2304 casi di SLA
sporadica americani ed europei e 2304 controlli usando il chip di
genotipizzazione Illumina iSelect SNP.
UO 1 – TORINO Selezione UO 3 - NIH -
pazienti
UO 2 - PAVIA Bethesda
OIRM
Prelievo
ITALSGEN
Estrazione Analisi con
Illumina
DNA

11. Obiettivi dello studio
• (b) Eseguire il sequenziamento dei geni identificati nel primo studio WGA (i 4
più significativi geni nelle popolazioni americana e italiana) e nello studio
iSELECT (tutti i geni che sono risultati veramente associati alla SLA).
UO 1 -
UO 3 - OIRM
TORINO Analisi fenotipica
NIH
UO 2 - Prelievo
PAVIA
Sequenziamento
DNA

12. Obiettivi dello studio
• (c) Valutare nell’intera popolazione di pazienti italiani inclusi nello studio
iSELECT se i geni identificati sono correlati a fattori clinici rilevanti (età
all’esordio, sede di esordio, velocità di progressione, sopravvivenza, altre
caratteristiche fenotipiche).
UO 1 – TORINO
Follow-up pazienti UO 1 -
UO 2 – PAVIA TORINO
Raccolta informazioni
ITALSGEN
Analisi dei dati

13. Obiettivi dello studio
• (d) Verificare in modelli cellulari e animali di degenerazione di motoneuroni se
e come I geni di suscettibilità possono interagire con la SOD1 mutante
(caratteristiche fenotipiche quali esordio, progressione, morte e caratteristiche
morfologiche).
Geni identificati
Studio iSELECT
UO 4 – Mario UO 5 – Fondazione
Negri di Milano Santa Lucia – Roma
Modelli Modelli
animali cellulari

14. 553 casi sporadici di SLA
STADIO 1 2.222 controlli normali
GENOME SCAN
545.066 SNPs
P<0,005
2.160 casi sporadici di SLA
3.008 controlli normali
STADIO 2
iSELECT 7.600 SNPs

15. Stadio 1 – Genome Scan:
lo studio Bethesda-Torino
Bethesda-
• 276 pazienti USA e 277 pazienti italiani (Torino e
Pavia)
• Nessun gene identificato come significativo dopo
correzione di Bonferroni
• Studio di potenza ridotta

16. Stadio 2 - iSELECT
• 7600 SNPs studiati
– 2533 SNPs più significativi nella coorte USA
– 2533 SNPs più significativi nella coorte italiana
– 2534 SNPs più significativi nella due coorti
combinate
• 2160 casi
– 963 casi sporadici USA
– 631 casi sporadici italiani
– 566 casi sporadici tedeschi
• 4532 controlli USA, italiani e tedeschi

17. Stadio 2 - Studio iSelect
Il ruolo dell’Italia
ITALSGEN
To
• Collaborazione fra Pv
Mo
10 centri SLA Bo
Ge Pi
italiani Si
• Raccolta di Rm
631casi di SLA Na
sporadica Pa

18. Risultati preliminari dello studio
iSELECT

19. Analisi di regressione logistica
SUNC1
N = 2.160 casi e 4.532 controlli

20. SUNC1
• Cromosoma 7p12
• Proteina connessa con la membrana
nucleare che interagisce con la dineina e i
microtubuli
Raph et al, Curr Biol 1999

21. Ringraziamenti
Finanziamenti
STUDIO iSELECT CONSORZIO ITALSGEN
• Jennifer Schymick • Gabriella Restagno
• Packard Center for ALS
• Hon-Chung Fung • Gabriele Mora
• Sonja Scholz • Andrea Calvo
Research
• Linda Lai • Federica Lombardo
• Michael Nalls • Stefania Battistini
• ALS Association
• Dena Hernandez • Fabio Giannini
• Andrew Singleton • Claudia Caponnetto
• NINDS
• Dalia Kasperaviciute (UCL, UK) • Gianluigi Mancardi
• Elizabeth Fisher (UCL, UK) • Vincenzo La Bella
• Michael Sendnter (Wurtzberg, • Francesca Valentino
• NIA Intramural program
Germany) • Maria Rosaria Monsurrò
• Marcus Beck (Wurtzberg, • Gioacchino Tedeschi
• Ministero della Salute, Istituto
Germany)
• Kalliopi Marinou
• Erik Pioro (Cleveland, USA)
• Mario Sabatelli
Superiore di Sanità,
• Jeffrey Rothstein (Hopkins)
• Amelia Conte
• KORO (Germany)
Fondazione Vialli e Mauro,
• Jessica Mandrioli
• Fabio Macciardi (Milan, Italy)
• Patrizia Sola
• Zach Simmons (Penn State, USA)
Regione Piemonte
• Fabrizio Salvi
• James Connor (Penn State, USA)
• Ilaria Bartolomei
• Stephen Chanock/ CGEMS (NCI)
• Gabgriele Siciliano
• Kurt Fischbeck (NINDS)
• Cecilia Carlesi
• Katrina Gwinn-Hardy
(NINDS/Coriell)
FINALIZZATA MINISTERIALE
• Ron Corriveau (Coriell)
• Caterina Bendotti
• ALS Research Group
• Maria Tersa Carrì
• Travis Dunckley (TGEN)
• Dietrich Stephan (TGEN)
• Kevin Talbot (Oxford, UK)
• Richard Orrell (UK)

22. European ALS Young
Investigators Meeting
Torino
May 22-24, 2009

23. Grazie per l’attenzione!